DE19924758B4 - Device for heating process water - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser, mit einem Heizgerät, insbesondere mit Brennwertnutzung, das einen geschlossenen Heizwasserkreis enthält, der über einen gasbeheizten Primärwärmeübertrager, eine Heizungspumpe und einen Sekundärwärmeübertrager führt, der die Heizenergie auf das Brauchwasser überträgt, und ferner mit einem Steuergerät, das abhängig vom Wärmebedarf bei der Brauchwasserzapfung die Brennerleistung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung der Heizungspumpe (20) veränderbar ist und das Steuergerät (30) bei geringerem Wärmebedarf neben der Heizenergiezufuhr zum Brauchwasser auch die Förderleistung der Heizungspumpe (20) verringert, dass das Heizgerät einen Speicher (54, 94) für das Brauchwasser beheizt, wobei das Steuergerät (30) die Heizenergiezufuhr zum Brauchwasser bzw. Speicher (54, 94) erst freigibt, wenn dem Speicher (54, 94) eine vorbestimmte Wasser- bzw. Wärmemenge entzogen ist, und dass die Freigabe der Heizenergiezufuhr zum Brauchwasser bzw. Speicher (54, 94) durch das Wärmebedarfssignal eines im unteren Speicherbereichs angeordneten Temperatursensors (62, 88, 96) erfolgt.Device for heating domestic water, with a heater, in particular with use of calorific value, which contains a closed heating water circuit, which leads via a gas-heated primary heat exchanger, a heating pump and a secondary heat exchanger that transfers the heating energy to the domestic water, and also with a control device that depends on Heat requirement for domestic water tapping influences the burner output, characterized in that the delivery rate of the heating pump (20) can be changed and the control device (30) reduces the delivery rate of the heating pump (20) in addition to the heating energy supply to the domestic water when the heat requirement is lower, so that the heater has a memory (54, 94) heated for the domestic water, the control unit (30) only releasing the heating energy supply to the domestic water or storage (54, 94) when a predetermined amount of water or heat has been withdrawn from the storage (54, 94), and that the release of the heating energy supply to domestic water or w. memory (54, 94) takes place through the heat demand signal of a temperature sensor (62, 88, 96) arranged in the lower memory area.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Heizgeräten ist der Wirkungsgrad von der Wärmeübertragerbelastung und der Heizungsrücklauftemperatur abhängig. Geringe Belastung und niedrige Rücklauftemperatur führen bei Heizgeräten mit Brennwertnutzung, sofern der Kondensationsbereich erreicht wird, zu guten Wirkungsgraden. Der gesamte Wirkungsgrad der Einrichtung ist außerdem vom Stromverbrauch der Heizungspumpe abhängig. Bei den bekannten Einrichtungen der gattungsmäßigen Art wird bei Brauchwasserbereitung die Heizungspumpe stets mit gleicher Förderleistung betrieben, so dass die Forderung nach möglichst niedriger Rücklauftemperatur nicht in allen Betriebsfällen zufriedenstellend erfüllt wird.The invention relates to a device for heating service water according to the preamble of the main claim. For heaters, the efficiency of the heat exchanger load and the heating return temperature depends. Low load and low return temperature lead to good efficiencies for heaters with calorific value, as long as the condensation range is reached. The overall efficiency of the device is also dependent on the power consumption of the heating pump. In the known devices of the generic type, the heating pump is always operated at the same flow rate in domestic hot water, so that the requirement for the lowest possible return temperature is not satisfactorily met in all operating cases.
Aus der
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Mit den Merkmalen des Hauptanspruchs kann insbesondere ein Brennwertgerät auch bei der Brauchwasserbereitung im günstigen Kondensationsbereich betrieben und dadurch der Energieverbrauch der Einrichtung gesenkt werden.With the features of the main claim in particular a condensing boiler can also be operated in the process water in the favorable condensation range and thereby the energy consumption of the device can be reduced.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch möglich.The features listed in the dependent claims advantageous refinements and developments of the arrangement according to the main claim are possible.
Bei Einrichtungen mit einem vom Heizgerät beheizten Speicher für das Brauchwasser wird zur Energieeinsparung bzw. zur Vermeidung von häufigem kurzzeitigem Einschalten des Gerätes vorgeschlagen, daß das Steuergerät die Heizenergiezufuhr zum Brauchwasser bzw. Speicher erst dann freigibt, wenn dem Speicher eine vorbestimmte Wasser- bzw. Wärmemenge entzogen worden ist.For facilities with a heater heated by the heater for domestic hot water is proposed to save energy or to avoid frequent short-term switching on the device that the controller only releases the Heizenergiezufuhr to hot water or storage when the memory a predetermined amount of water or heat has been withdrawn.
Die Freigabe der Heizenergiezufuhr zum Brauchwasser kann beispielsweise über einen Mengensensor erfolgen, der dem Steuergerät die dem Speicher entnommene Brauchwassermenge meldet.The release of the heating energy to the service water can be done for example via a quantity sensor, which reports the control unit, the amount of hot water removed from the memory.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Freigabe der Heizenergiezufuhr zum Brauchwasser bzw. Speicher durch das Wärmebedarfssignal eines im unteren Speicherbereich angeordneten Temperatursensors erfolgt.It is particularly advantageous if the release of the heating energy supply to the service water or storage is effected by the heat demand signal of a temperature sensor arranged in the lower storage area.
Nach der Freigabe der Heizenergiezufuhr kann vorteilhaft das Steuergerät die gezapfte Brauchwassermenge mit der Differenz der Kaltwasser-Zulauftemperatur und einer eingestellten bzw. einer gemessenen Warmwassertemperatur multiplizieren und entsprechend dem Ergebnis die Brennerleistung und die Förderleistung der Heizungspumpe einstellen. Bei kleiner Heizleistung fördert die Heizungspumpe weniger Wasser durch den Wärmeübertrager. Die Heizungsrücklauftemperatur sinkt und der Wirkungsgrad des Heizgerätes steigt.After the release of the heating energy supply, the control unit can advantageously multiply the drawn hot water amount by the difference between the cold water inlet temperature and a set or measured hot water temperature and set the burner output and the delivery rate of the heating pump according to the result. At low heat output, the heating pump promotes less water through the heat exchanger. The heating return temperature drops and the efficiency of the heater increases.
Ein besonders guter Wirkungsgrad der Einrichtung ergibt sich, wenn der Speicher als Schichtladespeicher ausgebildet und vom Sekundärwärmeübertrager über einen sekundären Heizwasserkreis beheizt ist, der auch eine Ladepumpe enthält.A particularly good efficiency of the device is obtained when the memory is designed as a stratified charge and heated by the secondary heat exchanger via a secondary Heizwasserkreis, which also contains a charge pump.
Bei einer derartigen Einrichtung wird weiterhin vorgeschlagen, daß eine Kaltwasser-Zulaufleitung und eine Warmwasser-Zapfleitung so an den Sekundärheizkreis angeschlossen sind, daß sich von ihren Anschlußpunkten ausgehend ein über die Ladepumpe, einen Rückflussverhinderer, einen Durchflussmengenbegrenzer und durch den Sekundärwärmeübertrager führender erster Leitungszweig und ein durch den Speicher führender zweiter Leitungszweig des Sekundär-Heizkreises ergibt, und daß die Strämungswiderstände der beiden Leitungszweige so aufeinander abgestimmt sind, daß beim Zapfen einer unter dem Ansprechpunkt des Durchflussmengenbegrenzers liegenden Durchflussmenge das Brauchwasser im wesentlichen allein über den Sekundärwärmeübertrager im ersten Leitungszweig gefördert wird und dann über beide Leitungszweige fließt.In such a device is further proposed that a cold water supply line and a hot water tap line are connected to the Sekundärheizkreis that starting from their connection points, via the charge pump, a backflow preventer, a flow rate limiter and by the secondary heat exchanger leading first leg and a resulting in the memory leading second leg of the secondary heating circuit, and that the current resistances of the two line branches are coordinated so that when tapping a lying below the response of the flow rate limiter flow rate the service water is conveyed essentially alone on the secondary heat exchanger in the first leg and then flows over both line branches.
Dadurch ist erreicht, daß bei nur geringer bzw. schwacher Zapfung das Wasser allein dem Speicher entnommen wird, in einem mittleren Bereich mit höherer Wärmeanforderung, aber noch mit unter dem Ansprechwert des Durchflussmengenbegrenzers liegenden Zapfmengen, die Heizenergie direkt vom Sekundärwärmeübertrager auf das Brauchwasser übertragen wird und in einem, sowohl hinsichtlich der Temperatur als auch Durchflußmenge bedingten oberen Leistungsbereich sowohl der Sekundärwärmeübertrager als auch der Speicher die geforderte Wärmemenge liefert.This ensures that with only small or weak tap the water is removed from the store alone, in a middle area with higher heat demand, but still below the threshold of the flow rate limiter tap points, the heating energy is transferred directly from the secondary heat exchanger to the hot water and in one, both in terms of temperature and flow conditional upper power range of both the secondary heat exchanger and the memory provides the required amount of heat.
Durch die Parallelschaltung von Heizgerät und Speicher und der rechnerischen Erfassung der benötigten Energie kann die Warmwasser-Leistung der Einrichtung ohne Vergrößerung des Speichervolumens erheblich gesteigert werden.Through the parallel connection of the heater and storage and the arithmetic acquisition of the required energy, the hot water output of the device can be significantly increased without increasing the storage volume.
Für die Genauigkeit der Steuerung kann vorteilhaft in der Kaltwasser-Zuleitung ein Temperatursensor und ein Mengensensor und am Ausgang des Sekundärwärmeübertragers ein weiterer Temperatursensor vorgesehen sein. For the accuracy of the control may advantageously be provided in the cold water supply line, a temperature sensor and a quantity sensor and at the output of the Sekundärwärmeübertragers another temperature sensor.
Für den Erhaltungsbetrieb, d. h. die Nachladung des Speichers ergibt sich ein vorteilhaftes Verhältnis von Energieverbrauch bzw. Wirkungsgrad des Heizgerätes zu der Ladezeit, wenn am Speicher über eine die Freigabe der Energiezufuhr zum Brauchwasser einleitenden ersten Thermostaten ein zweiter Thermostat vorgesehen ist und das Steuergerät die volle Brennerleistung freigibt, wenn die Speichertemperatur an dem zweiten Thermostaten unter einen vorgegebenen Wert gesunken ist.For the maintenance business, d. H. the recharge of the memory results in an advantageous ratio of energy consumption or efficiency of the heater to the charging time when a second thermostat is provided on the memory via a release of the power supply to the service water first thermostat and the controller releases the full burner capacity when the storage temperature at the second thermostat has fallen below a predetermined value.
In manchen Fällen ist auch eine sogenannte Öko-Schaltung empfehlenswert, die bei Speicherladung nach Brauchwasserentnahme die Leistungen des Gasbrenners, der Heizungspumpe und ggf. einer Ladepumpe auf einen vorgegeben Wert begrenzt.In some cases, a so-called eco-circuit is recommended, which limits the performance of the gas burner, the heating pump and possibly a charge pump to a predetermined value at storage charge after removal of service water.
Zeichnungdrawing
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Four embodiments of the invention are shown schematically in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es zeigen
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Alle dargestellten Ausführungsbeispiele haben als Heizquelle ein Brennwertgerät mit einem Primärwärmeübertrager
Das Umsteuerventil
Die Einrichtung nach
Die Einrichtung nach
Wenn beim Zapfen von Brauchwasser dem Speicher
Die Einrichtung nach
Die Strömungswiderstände der beiden Leitungszweige
In der zweiten Phase, bei größerer Warmwasserzapfung, wird der Wärmebedarf auf die schon im Zusammenhang mit der Einrichtung nach
Dabei wird, solange die Zapfmenge unter dem Ansprechwert des Durchflußmengenbegrenzers
Die dritte Phase tritt ein, wenn die Zapfmenge den Ansprechwert des Durchflußmengenbegrenzers
Zum Zweck der Speicherladung nach Brauchwasserentnahme sind am Speicher
Die Einrichtung nach
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